We beschreven het al in ons blogartikel “Duizend (!) keer snellere WiFi in 2020”. Binnen 5 jaar is het wellicht mogelijk om een draadloze internetsnelheid van 1 terabit per seconde te realiseren. Erg prestigieus, indrukwekkend en uiteindelijk handig, maar is dat wel mogelijk met de huidige infrastructuur?
Het is onderzoekers van het 5G Innovation Centre aan de Universiteit van Surrey in het Verenigd Koninkrijk in het begin van 2015 al gelukt om één terabyte in één seconde te verplaatsen. Ze gebruikten toen speciale, op de universiteit ontwikkelde zend- en ontvangapparatuur om de recordsnelheid te behalen. Dat gebeurde via een 5G verbinding op een afstand van 100 meter. De onderzoekers claimden dat de techniek in 2018 aan de wereld zou worden gepresenteerd, maar gaven aan dat we deze techniek over drie jaar niet direct kunnen gebruiken. We hebben namelijk nog te maken met ‘latency’, ofwel wachttijd. Deze vertraging moet worden gereduceerd naar één milliseconde om de mogelijkheden van 5G goed te kunnen benutten. Daarnaast kost het ontzettend veel stroom om dergelijke snelheden te kunnen overbrengen (Apparata, 2015).
1 terabit per seconde in 2020?
Hoogleraar Peter Baltus aan de TU Eindhoven zegt deze snelheid nu ook met zijn team te willen ontwikkelen en doelt op een realisatie in 2020. De behoeften van nu met de ontwikkeling van virtual reality, 3D, televisiebeelden in 4K en alle andere steeds grotere bestanden rijzen de pan uit. Om hieraan te blijven voldoen in de toekomst is snellere WiFi-verbinding nodig. Wij moedigen de ontwikkelingen alleen maar aan, maar willen u er op wijzen dat het niet eenvoudig is om zo’n snelheid te realiseren.
Voor de draad ermee
We spraken met Prof. Peter Baltus over de trends en ontwikkelen rondom dit vraagstuk en vroegen hem naar zijn verwachtingen voor de toekomst.
Redlink: 1Tbps is een behoorlijke snelheid. U hoopt het in 2020 te realiseren. Wanneer denkt u dat ‘de mensen thuis’ gebruik kunnen maken van een dergelijke snelheid?
Peter Baltus: Die 1Tbps in 2020 is de target voor een lab proof of concept (realisatie van een bepaalde methode om de haalbaarheid van iets te demonstreren). Het zal daarna nog een aantal jaren duren voordat iets dergelijks in de markt verschijnt – het product moet o.a. eerst gestandaardiseerd worden, er moeten chips, routers en clients worden ontwikkeld etc. Het is niet eenvoudig om een exacte voorspelling te doen, maar het zou bijvoorbeeld rond 2025 tot producten ‘bij mensen of bedrijven thuis’ kunnen leiden.
Een snelheid van 1Tbps is indrukwekkend, maar de huidige databekabeling in de grond kan zo’n snelheid nog niet overbrengen. Betekent het dat we tegen die tijd ook alle bedrading aan vervanging toe is om een dergelijke snelheid te kunnen realiseren?
Het is een feit dat de bekabelde infrastructuur mee zal moeten groeien om een balans te behouden tussen lokale snelheden en de verbindingssnelheid naar de internet backbone. Daarbij is het al langer zo dat de lokale snelheid vaak hoger ligt dan de snelheid ‘naar buiten toe’ omdat het deel van het verkeer lokaal is (lokale NAS/servers etc.) Enigszins tegen trend van ‘de cloud’ in is het mogelijk dat het lokale deel zelfs groeit in plaats van achterblijft. De kans is dus aanwezig dat de kabels die nu ‘in de grond’ zitten tegen die tijd aan vervanging toe zijn.
Hoe is de groei van lokale communicatie te verklaren?
Dat kan te verklaren zijn door betrouwbare snelheid van bedrading, maar ook door de (perceptie van) veiligheid. De cloud kan bijvoorbeeld minder veiligheid garanderen dan bekabeling. Daarnaast spelen energieverbruik en kosten ook een grote rol.
Hoe zorgen we ervoor dat de snelheden van draadloze communicatie en bedrade communicatie in balans blijven?
Over dit punt is nog veel discussie. Als we naar het verleden kijken, groeit de snelheid van draadloze communicatie sneller dan die van bedrade communicatie. Er zijn mogelijke verklaringen van die trend, maar op dit moment hebben we nog geen wetenschappelijk verantwoorde verklaring. Phil Edholm, pionier in netwerken en communicatie, heeft hier een interessante theorie over, namelijk “Edholms wet van de bandbreedte”. De theorie beschrijft dat er in 2030 een situatie zou kunnen ontstaan waarin draadloze communicatie sneller is dan bedrade communicatie. Zie de afbeelding van de theorie hieronder. Zo’n situatie is moeilijk voor te stellen, maar is potentieel wel zeer interessant.
Steven Cherry, "Edholm's Law of Bandwith"
IEEE Spectrum, 2004
Zo te zien is er op dat moment geen verschil tussen snelheden. De keuze voor bedrade of draadloze communicatie hangt dan af betrouwbaarheid en veiligheid. Ik begreep van een van uw collega’s dat glasvezel een goede technologische basis biedt om te groeien naar snelheden die bij 1Tbps wireless horen. Is glasvezel dan de toekomst?
Glasvezel heeft een zeer grote bandbreedte en is dan ook bij uitstek geschikt voor de infrastructuur, dus het is denkbaar dat glasvezel (FTTH en zelfs naar individuele ruimtes binnen een huis of kantoor) toekomst kan bieden. Er wordt nu ook onderzoek gedaan naar Plastic Optical Fibers (POF), ofwel op plastic gebaseerde vezels. Deze schijnen goedkoper en gemakkelijk hanteerbaar zijn.
Onze Conclusie
De vraag hoe de balans tussen draadloze en bedrade communicatie zich zal ontwikkelen, blijft onbeantwoord. Er zijn nu nog geen wetenschappelijke bewijzen voor het verloop van de toekomst, dus daarover kunnen we enkel speculeren. De huidige infrastructuur zal een snelheid van 1Tbps niet kunnen hanteren. Voor een dergelijke snelheid zal de bedrade communicatie dus ook moeten groeien. Daarnaast is het duidelijk dat de draadloze communicatie voorlopig niet de betrouwbaarheid (lees continuïteit van de verbinding) en veiligheid kan bieden zoals kabels dat wel kunnen. Veiligheid staat voor vele bedrijven en personen hoog in het vaandel, dus die kunnen niet zomaar overstappen op draadloos. Wij verwachten dat, hoe de toekomst zich dan ook zal ontwikkelen, draadloze communicatie altijd afhankelijk zal blijven van goede bekabeling. Waarschijnlijk ook in 2030.
